Três cargas puntiformes de
estão afixadas nos vértices de um triângulo equilátero de lado igual a 10 cm . Qual é a força (módulo e direção) atuando sobre cada uma dessas cargas?
Resposta: F = 24,9 N
Resposta: F = 24,9 N
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão tá pedindo. Temos três cargas pontuais de
fixadas nos vértices de um triângulo equilátero com lado de 10 cm. A gente precisa descobrir qual é a força que age sobre cada uma dessas cargas, tanto o módulo quanto a direção. Para resolver isso, vamos usar a Lei de Coulomb, que explica a força entre duas cargas elétricas.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a força entre duas cargas qualquer usando a Lei de Coulomb. A fórmula é:
Onde:
-
é a constante eletrostática, -
e são as cargas, -
é a distância entre elas.
Substituindo os valores:
Então, a força entre duas cargas é de aproximadamente 14,38 N.
Passo 3
Agora, cada carga sente a força das outras duas. Como as três cargas formam um triângulo equilátero, os ângulos entre as forças são de 60 graus. Para encontrar a força resultante sobre uma carga, precisamos somar vetorialmente as duas forças.
Usando a fórmula para a soma de duas forças que formam um ângulo
:
Substituindo
e
:
Resposta
A força atuando sobre cada carga é de 24,9 N na direção afastando-se das demais cargas.